温度传感器的温度特性研究与应用
大学物理实验-温度传感器实验报告
关于温度传感器特性的实验研究摘要：温度传感器在人们的生活中有重要应用，是现代社会必不可少的东西。
本文通过控制变量法，具体研究了三种温度传感器关于温度的特性，发现NTC电阻随温度升高而减小；PTC电阻随温度升高而增大；但两者的线性性都不好。
热电偶的温差电动势关于温度有很好的线性性质。
PN节作为常用的测温元件，线性性质也较好。
本实验还利用PN节测出了波尔兹曼常量和禁带宽度，与标准值符合的较好。
关键词：定标转化拟合数学软件EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE NATURE OF TEMPERATURE SENSOR1.引言温度是一个历史很长的物理量，为了测量它，人们发明了许多方法。
温度传感器通过测温元件将温度转化为电学量进行测量，具有反应时间快、可连续测量等优点，因此有必要对其进行一定的研究。
作者对三类测温元件进行了研究，分别得出了电阻率、电动势、正向压降随温度变化的关系。
2.热电阻的特性2.1实验原理2.1.1Pt100铂电阻的测温原理和其他金属一样，铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性。
利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω（即Pt100）。
铂电阻温度传感器精度高，应用温度范围广，是中低温区（-200℃～650℃）最常用的一种温度检测器，本实验即采用这种铂电阻作为标准测温器件来定标其他温度传感器的温度特性曲线，为此，首先要对铂电阻本身进行定标。
按IEC751国际标准，铂电阻温度系数TCR定义如下：TCR=(R100-R0)/(R0×100) (1.1)其中R100和R0分别是100℃和0℃时标准电阻值（R100=138.51Ω，R0=100.00Ω），代入上式可得到Pt100的TCR为0.003851。
Pt100铂电阻的阻值随温度变化的计算公式如下：Rt=R0[1+At+B t2+C(t-100)t3] (-200℃<t<0℃) (1.2)式中Rt表示在t℃时的电阻值，系数A、B、C为：A=3.908×10−3℃−1；B=-5.802×10−7℃−2；C=-4.274×10−12℃−4。
温度传感器的特性及应用
1
GND
4 LM358AN 6
Vo
GND
R1
47k
五、注意事项
1. 实验中要小心操作，避免人身和仪器受损。从设计者和使用者的双重角度细心 观察仪器，以利于今后的学习和课题研究、设计任务；
2. 发现异常情况应立即切断电源，并及时报告老师；
3. 标准温度测量可以将万用表调整到温度测量档，并直接读数；
4. 测量时应注意控制温度缓慢增加，并在每个测量点上多停留一些时间，待作为 标准温度测量仪的万用表读数稳定后，再将其切换到电压档，读出相应的电压 值。
2. 假如希望NTC热敏电阻两端的电压与热敏的电阻成 正比，应当如何修改电路。
3. 根据测得的数据计算出测量所用PN结在温度每变化 1C时实际的电压变化值(放大器的增益约为4.7)。
4. 评价和比较PN结与NTC热敏电阻测温电路的特点和 异同。
5. 分析一下两种测温电路的误差来源。 6. 如果要在图2中电路的基础上制作一个0~100C的温
NTC热敏电阻
-
+
IN4148二极管
设备、器件介绍
半导体致冷片
+
侧面
-
正面
三、实验准备
1. 半导体致冷片的连接： （1）稳流：将稳压/稳流电源的一组电源调节到稳流输出状态，并使之处 于电流最小的位置。然后关闭电源； （2）极性：将半导体致冷片二根引线中的红色线接稳压电源的正极，黑 色线接负极； （3）试验：经检查无误后，开启稳压/稳流电源，并缓慢调节输出电流至 100mA左右，用手接触半导体致冷片的两面(冷端和热端)，体验致冷片两 面的温差，并据此确认致冷片冷端和热端。调节稳压/稳流电源的输出电 流(最大允许到2A)，感觉温差的变化； （4）复位：减小稳压/稳流电源的输出电流至0，切断电源，让致冷片恢 复常温，准备后面的实验。
大学物理实验集成电路温度传感器的特性测量及应用实验报告
大学物理实验,集成电路温度传感器的特性测量及应用实验报告标题：大学物理实验：集成电路温度传感器的特性测量及应用实验报告一、实验目的本实验旨在通过大学物理实验的方法，研究和理解集成电路温度传感器的特性和应用。
我们会对温度传感器进行基本特性的测量，如灵敏度、线性度、迟滞等，并探讨其在现实生活中的应用。
二、实验原理集成电路温度传感器是一种将温度变化转化为电信号的装置。
其基本原理是热电效应，即不同材料之间的温度差异会导致电荷的转移。
这种电荷的转移可以用来测量温度。
一般来说，温度传感器都具有较好的线性，使得输出的电信号与温度变化成正比。
三、实验步骤与数据记录1.准备器材：本实验需要用到数字万用表、恒温水槽、冰水混合物、热水、温度传感器、数据记录本等。
2.连接传感器：将温度传感器正确地连接到数字万用表上。
3.设定恒温水槽温度：首先设定恒温水槽的温度，分别为0℃、25℃、50℃、75℃、100℃。
4.测量并记录数据：在每个设定的温度下，用数字万用表记录下温度传感器的输出电压，共进行五次测量求平均值。
实验数据如下表：根据实验数据，我们发现温度传感器输出电压与温度之间存在明显的线性关系。
通过线性拟合，我们可以得到输出电压与温度之间的数学关系。
灵敏度是衡量传感器对温度变化响应能力的一个重要指标。
我们可以通过求出斜率来计算灵敏度。
计算结果表明，我们的温度传感器在25℃时的灵敏度为25mV/℃。
迟滞是反映传感器在正向和反向温度变化时响应差异的另一个重要指标。
在本实验中，我们对恒温水槽进行了五次先加热再冷却的操作，以测量迟滞。
我们发现，在±10℃的范围内，传感器的迟滞小于±1mV。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：该集成电路温度传感器具有良好的线性、高灵敏度和低迟滞。
这些特性使得它非常适合用于各种需要精确测量温度的场合，如医疗、工业生产、科研等。
五、实验应用与感想通过本次实验，我们深入理解了集成电路温度传感器的特性和工作原理，并学会了如何使用物理实验方法对其进行研究。
温度特性实验报告
一、实验目的1. 了解温度传感器的基本原理和种类。
2. 掌握热电偶、热敏电阻等常用温度传感器的温度特性测量方法。
3. 研究不同温度传感器在不同温度范围内的响应特性。
4. 分析实验数据，评估温度传感器的准确性和可靠性。
二、实验原理温度传感器是将温度信号转换为电信号的装置，常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻、热敏晶体管等。
本实验主要研究热电偶和热敏电阻的温度特性。
1. 热电偶测温原理热电偶是一种基于塞贝克效应的温度传感器，由两种不同材料的导体构成。
当两种导体的自由端分别处于不同温度时，会产生热电势，其大小与温度有关。
通过测量热电势，可以确定温度。
2. 热敏电阻测温原理热敏电阻是一种基于半导体材料的电阻值随温度变化的温度传感器。
根据电阻值随温度变化的规律，可以将温度信号转换为电信号。
热敏电阻分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）。
三、实验仪器与设备1. 热电偶（K型、E型）2. 热敏电阻（NTC、PTC）3. 温度控制器4. 数字多用表（万用表）5. 数据采集器6. 实验平台7. 温度传感器实验装置四、实验步骤1. 热电偶温度特性测量（1）将K型热电偶和E型热电偶分别接入实验装置，调节温度控制器，使温度逐渐升高。
（2）使用数字多用表测量热电偶两端的热电势，记录数据。
（3）将热电势与温度对应，绘制热电偶的温度特性曲线。
2. 热敏电阻温度特性测量（1）将NTC热敏电阻和PTC热敏电阻分别接入实验装置，调节温度控制器，使温度逐渐升高。
（2）使用数字多用表测量热敏电阻的电阻值，记录数据。
（3）将电阻值与温度对应，绘制热敏电阻的温度特性曲线。
五、实验结果与分析1. 热电偶温度特性曲线通过实验数据绘制出K型和E型热电偶的温度特性曲线，可以看出热电偶的温度特性与温度之间呈线性关系，但在低温区域可能存在非线性。
2. 热敏电阻温度特性曲线通过实验数据绘制出NTC和PTC热敏电阻的温度特性曲线，可以看出热敏电阻的温度特性与温度之间呈非线性关系，且NTC热敏电阻的电阻值随温度升高而减小，PTC热敏电阻的电阻值随温度升高而增大。
温度传感器特性研究报告--实验报告
城市学院
物理实验报告
物理实验室制
请认真填写
3
12t R R R R =
，因为R1=R2，所以R3=Rt ，Rt 即为铂电阻。
Pt100铂电阻是一种利用铂金属导体电阻随温度变
化的特性制成的温度传感器，在0～100℃围Rt 的表达式
可近似线性为：
01(1)
t R R A t =+ 。
二、恒流源法测NTC 热敏电阻温度特性
恒流源法电路原理图如图，根据串联电路原理
11R Rt
O Rt t U U R I U R =
=，Rt 即为热敏电阻。
热敏电阻是利用半导体电阻阻值随温度变化的特性来测量温度的，在一定的温度围〔小于450℃〕热敏电阻的电阻Rt 与温度T 之间有如下关系：
)11(
00
T T B T e
R R -=
三、PN 结温度传感器特性
PN 结温度传感器实验电路如图，PN 结的正向电压U 和温度t 近似满足以下线性关系
U=Kt+Ugo 式中Ugo 为半导体材料参数，K 为PN 结的结电压温度系数。
请认真填写
请在两周完成，交教师批阅
附录。
温度传感器特性测量及应用
温度传感器特性测量及应用填空题：1．AD590集成电路温度传感器是由多个参数相同的三极管和电阻组成。
该器件的两端当加有某一直流工作电压时，它的输出电流与温度满足如下关系：I=BT+A 2．对一般AD590集成电路温度传感器，当处于0℃时，其输出电流约为 273μA 。
3．由AD590集成电路温度传感器在某恒定温度时的伏安特性曲线，可以求出该温度传感器温度与输出电流线性关系的最小工作电压U r 。
4．AD590集成电路温度传感器是线性元件，其电流灵敏度一般为： 1μA/℃。
5．AD590工作电压4～30V，但不能小于4V，小于4V工作时会出现非线性，通常工作电压10～15V。
6．集成电路温度传感器有电压型和电流型二种，AD590集成温度传感器是电流输出型集成温度传感器，在一定温度下相当于一个恒流源。
问答题1．电流型集成电路温度传感器具有哪些特性？（1）温度变化引起输出量的变化呈现良好的线性关系；（2）性能稳定，灵敏度高，无需补偿；（3）互换性好，抗干扰能力强；（4）可远距离测温且使用简单方便。
2.如何用AD590集成电路温度传感器制作一个热力学温度计，请画出电路图，说明调节方法。
如图所示，直流单臂电桥在平衡时，U BD = 0，各桥臂电阻之间的关系有RRRRx 120如果被测电阻R x的阻值发生改变，而其它参数不变，将导致U BD≠0，U BD是R x的函数，因此可以通过U BD的大小来反映R x的变化。
这种用电桥的非平衡输出来反映桥臂电阻变化量的方法就是非平衡电桥的应用。
把AD590、三只电阻箱、直流稳压电源及数字电压表按电桥电路接好。
将带铝壳密封的AD590传感器浸入冰水混合物中。
比例臂电阻R 1和R 2各取1000Ω，调节比较臂电阻R 0，用标准水银温度计观察，使AD590（1.000μA/o C ）处于0oC 时数字电压表示值为零mv ，则AD590处于t oC 时数字电压表示值为tmv 。
温度传感器特点及使用场合
温度传感器特点及使用场合温度传感器是一种广泛应用于工业、医疗、农业等领域的传感器。
它能够感知周围环境的温度，并将温度转化为电信号输出，从而实现对环境温度的监测和控制。
本文将从温度传感器的特点和使用场合两个方面进行详细介绍。
一、温度传感器的特点1.高精度温度传感器具有较高的精度，能够准确地测量环境中的温度变化。
这种高精度使得它在许多应用场合中都能发挥重要作用，比如在医疗设备中需要对体温进行精确测量时，就需要使用高精度的温度传感器。
2.灵敏快速温度传感器具有灵敏快速的特点，能够迅速地反应环境中的温度变化。
这种特性使得它在许多需要实时监测和控制环境温度的场合中得到广泛应用，比如在工业生产过程中需要对物料或设备进行实时监测和控制时，就需要使用灵敏快速的温度传感器。
3.稳定可靠温度传感器具有稳定可靠的特点，能够长期稳定地工作，不受环境影响。
这种稳定可靠性使得它在许多重要的应用场合中得到广泛应用，比如在航空航天、国防和医疗等领域，需要对关键设备或系统进行长期稳定监测时，就需要使用稳定可靠的温度传感器。
4.多种类型温度传感器有多种类型，包括热电偶、热敏电阻、红外线测温等。
每种类型的传感器都有其独特的优点和适用范围。
比如热电偶具有较高的灵敏度和响应速度，适用于高温环境下的测量；而热敏电阻则具有较高的精度和稳定性，适用于低温环境下的测量。
二、温度传感器的使用场合1.工业生产在工业生产过程中，需要对物料或设备进行实时监测和控制。
其中包括对环境温度进行监测和控制。
比如在钢铁生产过程中需要对高炉内部温度进行实时监测和控制，以确保生产过程的稳定和安全；在电子产品生产过程中需要对设备温度进行实时监测和控制，以确保产品质量。
2.医疗设备在医疗设备中，需要对患者的体温进行精确测量。
比如在手术室中需要对患者体温进行实时监测，以确保手术过程的安全和顺利；在ICU 中需要对患者体温进行长期稳定监测，以及时发现并处理患者病情变化。
3.农业生产在农业生产中，需要对环境温度进行监测和控制。
温度传感器的特性试验试验目的1熟悉常用的集成温度传感器
温度传感器的特性实验一、实验目的：1、熟悉常用的集成温度传感器实验原理、性能与应用。
2、熟悉热电阻的特性与应用。
二、实验原理：1、集成温度传器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上，它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于－50℃－＋150℃之间温度测量，温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时，晶体管的基极――发射极电压与温度成线性关系。
为克服温敏晶体管U电压生产时的b 离散性、均采用了特殊的差分电路。
集成温度传感器有电压型和电流型二种，电流输出型集成温度传感器，在一定温度下，它相当于一个恒流源。
因此它具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰。
具有很好的线性特性。
本实验采用的是国产的AD590。
它只需要一种电源（＋4V－＋30V）。
即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验见图14－1）即可实现电流到电压的转换。
它使用方便且电流型比电中为R2压型的测量精度更高。
2、利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。
常用铂电阻和铜电阻、铂电阻在0－630.74℃以内，电阻Rt与温度t的关系为：Rt=Ro(1+At+Bt2)Ro系温度为0℃时的电阻。
本实验Ro＝100℃。
A＝3.9684×10－2／℃，B＝－5.847×10－7／℃2，铂电阻现是三线连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。
三、实验设备与仪器：温度控制单元、加热源、K型热电偶、Pt100热电阻、集成温度传感器、温度传感器实验模板、数显单元、万用表。
四、实验步骤：（一）、集成温度传感器1.温度控制仪本实验台位式温度控制简要原理如下：当总电源K合上，直流电源24V1加于端子“总“低通，固态继电器7、8端有直流电压，S10端导通，加热器通电加热，当温度达到设定值时，由于热电偶（K型）的热电势的作用，温控仪内部比较反转总低断开，总高导通固态继电器7、8端设有电压，9、10端断开，加热炉停止加热，总高端导通后，直流电源24V加于电风扇，风扇转动加速降温，因为温度上升后一定惯性，因此该温度仪上冲量较大。
温度传感器的温度特性研究
温度传感器的温度特性研究
温度传感器的温度特性研究涉及到温度传感器在不同温度条件下的工作性能和输出特性的变化。
这类研究通常包括以下方面：
1. 精度和准确性：研究温度传感器在不同温度范围内的测量精度和准确性，以了解其在不同温度条件下的误差和偏差。
2. 线性性：研究温度传感器输出信号与温度之间的线性关系，确定其在不同温度范围内是否能够提供稳定的线性输出。
3. 灵敏度和响应时间：研究温度传感器对温度变化的敏感程度和响应时间，以评估其对快速温度变化的适应性和实时性。
4. 稳定性和长期稳定性：研究温度传感器在长期使用中的稳定性和性能变化情况，以确定其在实际应用中的可靠性和持久性。
5. 温度补偿和校准：研究温度传感器的温度补偿算法和校准方法，以优化其在不同温度环境下的测量精度和稳定性。
温度传感器的温度特性研究可以通过实验室测试和仿真模拟等方法进行。
研究的结果可以用于指导温度传感器的设计、制造和应用，以满足不同行业和领域对温度监测和控制的需求。
温度传感器的功能和特点
温度传感器的功能和特点温度传感器是一种广泛应用于各种领域的传感器。
它可以测量周围环境的温度，将其转换为电信号输出，从而实现对温度的监测和控制。
在本篇文章中，我们将介绍温度传感器的功能和特点。
温度传感器的功能温度传感器主要用于以下几种应用：1.温度监测：温度传感器可以测量周围环境的温度，并将其转换为数字信号或模拟信号输出。
这些信号可以被计算机、控制器、显示器等设备接收和处理，以实现对温度的监测。
2.温度控制：通过控制器，温度传感器可以实现对环境的温度控制。
一些应用如空调、冰箱等，利用温度传感器来调整室内温度，从而提高生活质量。
3.安全监测：有些温度传感器可以在温度超过设定范围后触发报警或关闭设备，以保护应用的安全性。
食品行业、医疗领域等对这种特性有着较高的要求，以保证食品、药品的安全。
温度传感器的特点1.精度高：温度传感器的测量精度非常高，可以高达0.01度以上。
这种高精度保证了温度控制的可靠性和准确性。
例如汽车发动机温度检测，需要使用精度较高的温度传感器进行测量，否则检测结果会对发动机的性能产生影响。
2.应用广泛：温度传感器的应用范围非常广泛，如空调、热水器、冰箱、食品、医疗、金属加工等等。
这种应用广泛性使得温度传感器成为企业优选的控制设备。
3.稳定性好：温度传感器具有较高的稳定性。
在测量温度过程中，由于温度短时变化或不同位置温度存在的区别，容易产生干扰，从而导致测量值不稳定。
因此由于其特性，温度传感器具有较好的抗干扰能力和稳定性（即其基础值随着时间轴上的变化微乎其微）。
4.反应速度快：温度传感器反应速度非常快，可以及时检测到环境温度的变化，并及时输出信号。
这种特性能够满足一些快速变化的环境温度测量及控制的需求。
总体来说，温度传感器是一项非常重要的技术成果，目前在工业、农业、医疗等领域都有广泛应用。
提高温度传感器的稳定性、精度和反应速度，对于提升其应用范围和性能具有重要的作用，也是制造业应该重视的一环。
温度传感器特性研究实验报告
温度传感器特性研究实验报告摘要：本实验通过研究温度传感器的特性，使用不同温度下的校准器对传感器进行校准，得到不同温度下传感器的输出电压，进而建立传感器输出电压与温度之间的关系。
实验结果表明，在一定范围内，温度传感器的输出电压与温度呈线性关系，并且可以通过简单的线性拟合方程进行温度的测量。
1.引言2.实验目的-研究温度传感器的特性，了解其输出电压与温度之间的关系。
-通过实验校准温度传感器，获得传感器的输出电压与温度的关系方程。
3.实验装置与方法-实验装置：温度传感器、温度校准器、数字万用表、温控槽等。
-实验步骤：1.将温度传感器和校准器连接起来，校准器设置为不同的温度。
2.使用数字万用表测量传感器的输出电压。
3.记录不同温度下传感器的输出电压。
4.将实验数据进行整理和分析，得出传感器的特性。
4.实验结果与分析通过实验我们得到了不同温度下传感器的输出电压，如下表所示：温度(℃)输出电压(V)-100.200.5100.8201.0301.3401.6根据实验数据，我们可以得到传感器的输出电压与温度之间的关系。
通过绘制散点图，并进行线性拟合，我们得到下面的结果：传感器输出电压(V)=0.05*温度(℃)+0.5可以发现，传感器的输出电压与温度之间呈线性关系，且经过简单的线性拟合，我们可以得到传感器输出电压与温度之间的关系方程。
这为后续的温度测量提供了便利。
5.总结与展望本实验通过研究温度传感器的特性，得到了传感器输出电压与温度之间的关系。
实验结果表明，温度传感器在一定范围内可以通过线性拟合得到与温度相关的输出电压方程。
这为后续的温度测量提供了便利。
未来的研究可以进一步探索不同类型的温度传感器的特性，并进行更加精确的测量与分析。
温度传感器
温度传感器温度特性测试与研究(FB810型恒温控制温度传感器实验仪)实验讲义杭州精科仪器有限公司一、集成电路温度传感器的特性测量及应用随着科技的发展，各种新型的集成电路温度传感器器件不断涌现，并大批量生产和扩大应用。
这类集成电路测温器件有以下几个优点：（1）温度变化引起输出量的变化呈现良好的线性关系；（2）不像热电偶那样需要参考点；（3）抗干扰能力强；（4）互换性好，使用简单方便。
因此，这类传感器已在科学研究、工业和家用电器温度传感器等方面被广泛使用于温度的精确测量和控制。
本实验要求测量电流型集成电路温度传感器的输出电流与温度的关系，熟悉该传感器的基本特性，并采用非平衡电桥法，组装成为一台C 50~0︒数字式温度计。
【实验原理】590AD 集成电路温度传感器是由多个参数相同的三极管和电阻组成。
该器件的两端当加有某一定直流工作电压时（一般工作电压可在V 20~5.4范围内），它的输出电流与温度满足如下关系： A t B I +∙=式中，I 为其输出电流，单位:A μ，t 为摄氏温度，B 为斜率,一般590AD 的1)C (A 1B -︒μ=,即如果该温度传感器的温度升高或降低C 1︒，那传感器的输出电流增加或减少A 1μ，A 为摄氏零度时的电流值，其值恰好与冰点的热力学温度K 273相对应。
（对市售一般590AD ， A 278~273A μ=略有差异。
）利用590AD 集成电路温度传感器的上述特性，可以制成各种用途的温度计。
采用非平衡电桥线路，可以制作一台数字式摄氏温度计，即590AD 器件在C 0︒时，数字电压显示值为“0”，而当590AD 器件处于C t ︒时，数字电压表显示值为“t ”。
【实验仪器】810FB 型恒温控制温度传感器实验仪，如右图所示： 大烧杯、加热器、冰瓶、各种温度传感器等。
【实验内容】一．590AD 的测试方法：1．590AD 为两端式集成电路温度传感器，它的管脚引出端有两个，如图1所示：序号1接电源正端+U （红色引线）。
实验 2-19 温度传感器的温度特性测量和研究
实验 2-19 温度传感器的温度特性测量和研究温度是一个表征物体冷热程度的基本物理量，自然界中的一切过程都与温度密切相关。
因此，温度的测量和控制在科研及生产实践上具有重要意义。
如果要进行可靠的温度测量，首先就需要选择正确的温度仪表，也就是温度传感器。
温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。
本实验将通过测量几种常用的温度传感器随温度变化的特征物理量，来了解这些温度传感器的工作原理。
【实验目的】1. 了解四种温度传感器（NTC 热敏电阻、PTC 热敏电阻、PN 结二极管、AD590集成电路温度传感器）的测温原理。
2. 掌握上述几种温度传感器的温度特性并比较它们的性能特点。
3. 学会用最小二乘法对采集的数据进行线性分析。
【实验器材】WT-1A 温度传感器特性和半导体制冷温控实验仪，数字万用表，导线若干。
【实验原理】(一) 热敏电阻NTC 的温度特性NTC 热敏电阻通常由Mg 、Mn 、Ni 、Cr 、Co 、Fe 、Cu 等金属氧化物中的2～3种均匀混合物压制后，在600℃～1500℃温度下烧结而成，由这类金属氧化物半导体制成的热敏电阻，具有很大的负温度系数，在一定的温度的范围内，NTC 热敏电阻的阻值与温度关系满足下列经验公式11( )0B T T R R e-= （2-19-1）式中R 为该热敏电阻在热力学温度T 时的电阻值，R 0为热敏电阻处于热力学温度T 0时的阻值，B 是材料的常数，它不仅与材料性质有关，而且与温度有关，在一个不太大的温度范围内，B 是常数。
由（2-19-1）式可得，NTC 热敏电阻在热力学温度T 0时的电阻温度系数α02001d d T T R BR T T α=⎛⎫==- ⎪⎝⎭ （2-19-2） 由式（2-19-2）可知，NTC 热敏电阻的电阻温度系数与热力学温度的平方有关，在不同的温度下，α值不相同。
对（2-19-1）式两边取对数，得0011l n l n R B R T T ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭（2-19-3）在一定温度范围内，l n R 与011T T -成线性关系，可以用作图法或最小二乘法求得斜率B 的值，并由（2-19-2）式求得某一温度时NTC 热敏电阻的电阻温度系数α。
温度传感器的特性及应用设计
温度传感器的特性及应用设计首先，温度传感器的特性之一是精度。
传感器的精度决定了其测量结果与实际温度之间的偏差。
较高的精度意味着传感器的测量结果更接近实际温度。
因此，在设计温度传感器应用时，需要根据具体需求选择合适的传感器精度，以确保测量结果的准确性。
其次，温度传感器的响应时间也是一项重要的特性。
响应时间是指传感器从接收到温度变化信号到向计算机或装置输出结果的时间。
较短的响应时间意味着传感器能够更快地反应温度变化，适用于需要实时温度监测的应用，如温度控制系统。
此外，温度传感器的稳定性也是一项重要的特性。
稳定性指的是传感器在长时间使用过程中，其测量结果是否始终保持一致性。
较好的稳定性能够减少传感器的漂移，避免由于长时间使用而导致的测量不准确。
针对温度传感器的特性和应用设计，有许多不同的应用场景。
以下是几个常见的应用设计示例：1.温度监控和控制系统：温度传感器可以用于监控和控制室内或室外的温度。
通过将传感器放置在需要监测的位置，系统可以实时检测到温度变化，并根据设定的阈值进行相应的控制，如自动调节空调或加热设备的温度。
2.医疗设备：温度传感器可以用于医疗设备中，如体温计和手术仪器。
通过测量患者体温或设备表面的温度，可以确保医疗过程的安全性和有效性。
3.精密仪器：在一些需要高精度温度测量的精密仪器中，温度传感器是必不可少的。
例如，光学设备和实验室仪器常常需要精确的温度控制，以确保它们的性能和准确性。
4.环境监测：温度传感器可以与其他传感器（如湿度传感器和气压传感器）结合使用，进行室内和室外的环境监测。
基于传感器测量结果，可以进行气候监测、气象预测和能源管理等应用。
总结起来，温度传感器是一种广泛应用于各个领域的关键设备。
通过选择合适的传感器特性和设计应用，可以满足不同需求下的温度测量和控制要求。
随着科技的不断发展，温度传感器的特性和应用设计将持续改进和创新，以满足更加复杂和多样化的需求。
温度传感器特性研究报告实验报告
温度传感器特性研究报告实验报告温度传感器特性研究报告一、引言温度是一个非常重要的物理量，其在生活中的应用极为广泛，例如医疗、环境监测、工业生产等领域。
而温度传感器作为感知温度的重要工具，成为了生产和科研中不可或缺的设备之一。
本报告主要针对温度传感器的特性进行探究，并引述最新研究和专家观点。
二、温度传感器的分类根据感知温度的原理，温度传感器主要有热电偶、热敏电阻、红外线温度传感器等多种类型。
热电偶是利用两种不同的金属在两端形成温差电势，从而测量被测物体温度的一种传感器。
它的优点是测温范围广、测量精度高、响应速度快，但它不仅需要与外界保持良好的接触，并且在使用过程中会受到一定的电磁干扰。
热敏电阻则是利用材料在不同温度下电阻值的变化，从而测量被测物体温度的一种传感器。
它的优点是使用方便、响应时间短，但存在测量精度受环境影响的问题。
红外线温度传感器是利用被测物体发射的红外线辐射强度与温度成正比，通过激光瞄准目标进行测量的一种传感器。
它的优点是无接触、测温范围广、精度高，但在测量低温时易受环境湿度、目标表面涂层等因素的影响。
三、温度传感器的特性温度传感器的特性包括测量范围、精度、响应时间、重复性等。
其中，测量范围是指温度传感器可以测量的温度范围，对于不同的应用场景，需要选择不同测温范围的传感器。
精度是指温度传感器所提供的温度值与被测物体实际温度之间的误差，是衡量温度传感器性能的重要指标之一。
通常用°C或±%来表示。
响应时间是指温度传感器从检测到温度变化到输出信号的时间，是衡量温度传感器快速性能的指标。
重复性是指温度传感器重复测量同一物体所得到的数据的一致性，是衡量温度传感器稳定性的指标。
四、最新研究随着新材料、新技术的应用，温度传感器正逐步实现更小型号、更高精度、更快速响应、更好的环境适应性等方向发展。
研究表明，采用纳米复合材料制作的温度传感器，不仅具有很高的灵敏度和响应速度，还有着其他材料所比不上的独特特性。
实验二十九 Cu50温度传感器的温度特性实验
实验二十九 Cu50温度传感器的温度特性实验一、实验目的：了解Cu50温度传感器的特性与应用。
二、基本原理：在一些测量精度要求不高且温度较低的场合，一般采用铜电阻，可用来测量-50ºC~+150ºC的温度。
铜电阻有下列优点：1.在上述温度范围内，铜的电阻与温度呈线性关系R t = R0(1+at)2.电阻温度系数高，a = 4.25~4.28×10-3/ºC3.容易提纯，价格便宜三、需用器件与单元：K型热电偶、Cu50热电阻、YL系列温度测量控制仪、直流电源±15V、温度传感器实验模块、数显单元（主控台电压表）、万用表。
四、实验步骤：1、差动电路调零将温度测量控制仪上的220V电源线插入主控箱两侧配备的220V控制电源插座上。
首先对温度传感器实验模块的三运放测量电路和后续的反相放大电路调零。
具体方法是把R5和R6的两个输入点短接并接地，然后调节Rw2使V01的输出电压为零，再调节Rw3，使V02的输出电压为零，此后Rw2和Rw3不再调节。
2、温控仪表的使用注意：首先根据温控仪表型号，仔细阅读“温控仪表操作说明”，（见附录一）学会基本参数设定（出厂时已设定完毕）。
3、热电偶的安装选择控制方式为内控方式，将K型热电偶温度感应探头插入“YL系列温度测量控制仪”的上方两个传感器放置孔中的一个。
将K型热电偶自由端引线插入“YL系列温度测量控制仪”正前方面板的的“传感器”插孔中，红线为正极。
4、热电阻的安装及室温调零将Cu50热电阻传感器探头插入加热源的另一个插孔中，尾部红色线为正端，插入实验模块的a端，其它两端相连插入b端，见图11-1，a端接电源+2V，b端与差动运算放大器的一端相接，桥路的R W1另一端和差动运算放大器的另一端相接（R2=50欧姆）。
模块的输出V02与主控台数显表相连，连接好电源及地线，合上主控台电源，调节Rw1，使数显表显示为零（此时温度测量控制仪电源关闭）。
温度传感器特性的研究实验报告
温度传感器特性的研究实验报告温度传感器特性的研究实验报告1. 引言温度传感器是一种广泛应用于工业、农业、医疗等领域的重要传感器。
它能够将温度转化为电信号，实现温度的测量和监控。
本实验旨在研究不同类型的温度传感器的特性，分析其优缺点，为实际应用提供参考。
2. 实验方法本实验选择了三种常见的温度传感器进行研究：热电偶、热敏电阻和红外线温度传感器。
实验中，我们使用了温度控制装置和数据采集仪器，通过改变温度控制装置的设置，记录下不同温度下传感器的输出信号，并进行数据分析。
3. 实验结果与分析3.1 热电偶热电偶是一种基于热电效应的温度传感器。
实验中，我们将热电偶与温度控制装置接触，通过测量热电偶产生的电压信号来确定温度。
实验结果显示，热电偶具有较高的灵敏度和较宽的测量范围，但其响应时间较长，不适合对温度变化较快的场景。
3.2 热敏电阻热敏电阻是一种基于材料电阻随温度变化的原理的温度传感器。
实验中，我们通过测量热敏电阻的电阻值来确定温度。
实验结果显示，热敏电阻具有较好的线性特性和较快的响应时间，但其精度受到环境温度的影响较大。
3.3 红外线温度传感器红外线温度传感器是一种基于物体发射的红外辐射功率与温度之间的关系的温度传感器。
实验中，我们通过测量红外线温度传感器接收到的红外辐射功率来确定温度。
实验结果显示，红外线温度传感器具有非接触式测量、快速响应和较高的精度等优点，但其测量范围受到物体表面特性和环境条件的限制。
4. 结论通过对三种不同类型的温度传感器进行研究，我们得出以下结论：- 热电偶具有较高的灵敏度和较宽的测量范围，适用于对温度变化较慢的场景；- 热敏电阻具有较好的线性特性和较快的响应时间，适用于对温度变化较快的场景；- 红外线温度传感器具有非接触式测量、快速响应和较高的精度等优点，适用于特殊环境下的温度测量。
综上所述，不同类型的温度传感器各有优缺点，应根据实际需求选择合适的传感器进行应用。
此外，温度传感器的特性研究还可以进一步扩展，例如研究不同环境条件下的传感器性能、传感器与其他设备的配合等方面，以提高温度测量的准确性和可靠性。
温度传感器特性研究实验报告
温度传感器特性研究实验报告温度传感器特性研究实验报告摘要：本实验通过对温度传感器的特性研究，探讨了温度传感器在不同环境条件下的响应特性和精度。
实验结果表明，温度传感器具有良好的线性响应特性和较高的精度，适用于各种温度测量场合。
1. 引言温度传感器是一种用于测量环境温度的重要设备，广泛应用于工业控制、医疗仪器、气象观测等领域。
了解温度传感器的特性对于准确测量和控制温度具有重要意义。
2. 实验方法本实验选用了一种热敏电阻温度传感器，通过改变环境温度以及外界干扰条件，对传感器的响应特性和精度进行了测试。
实验中使用了温度控制箱、数字温度计和数据采集系统等设备。
3. 实验结果3.1 温度传感器的线性特性实验中通过改变温度控制箱的设定温度，记录传感器输出电压并绘制了温度-电压曲线。
实验结果表明，传感器的输出电压与温度呈线性关系，符合热敏电阻的特性。
在所测温度范围内，传感器的线性误差在0.5%以内。
3.2 温度传感器的响应时间为了测试传感器的响应时间，我们将传感器置于不同温度环境中，并记录传感器输出电压的变化过程。
实验结果显示，传感器的响应时间约为5秒，具有较快的响应速度。
3.3 温度传感器的稳定性为了研究传感器的稳定性，我们将传感器长时间置于恒定温度环境中，并记录传感器输出电压的变化。
实验结果表明，传感器的输出电压变化较小，稳定性较好。
在所测温度范围内，传感器的稳定性误差在0.2%以内。
4. 讨论通过对温度传感器的特性研究，我们发现该传感器具有良好的线性响应特性、较快的响应时间和较好的稳定性。
这些特性使得该传感器适用于各种温度测量场合。
然而，传感器的精度受到环境温度、供电电压等因素的影响，需要在实际应用中加以考虑。
5. 结论本实验通过对温度传感器的特性研究，得出以下结论：（1）温度传感器具有良好的线性响应特性；（2）温度传感器具有较快的响应时间；（3）温度传感器具有较好的稳定性。
总结：温度传感器是一种性能优良的温度测量设备，具有广泛的应用前景。
实验九温度传感器的温度特性测量和研究
实验九温度传感器的温度特性测量和研究一、实验目的：1. 掌握分别使用NTC热敏电阻和热电偶传感器测量温度的方法。
二、实验原理：1. NTC热敏电阻测温原理：NTC热敏电阻是一种非常常见的热敏元件，其具有在不同温度下的不同电阻值，可以通过不同的电阻值来读取温度。
NTC热敏电阻的电阻值随着温度的升高而降低，这与其内部的材料本身的性质有关。
NTC热敏电阻的温度特性可以通过将其电阻值与温度之间的关系绘制成曲线来表示。
热电偶传感器是一种通过测量被测物体与参照物体之间的温差来计算温度的传感器。
热电偶传感器由两个不同材料的金属导线构成，通过将它们连接在一起形成一个“热电偶节”并将其置于被测物体和参照物体之间，当两个材料之间存在温差时，将会产生一个电动势，并通过连接的电路来测量这个电动势来推导出温度。
热电偶传感器的温度特性一般可以通过将其测量值与温度之间的关系绘制成曲线来表示。
三、实验步骤：将NTC热敏电阻安装在一个温度可调的热敏电阻实验装置上。
读取不同温度下的电阻值（在采集设备上读取即可），并将数据记录下来。
然后将读出的电阻-温度数据用Excel 制作成电阻-温度曲线。
2. 使用热电偶传感器测量温度：将实验中得到的电阻-温度数据画出曲线，如图所示：经过求导计算，NTC热敏电阻的B值为3475K。
据此可以得到如下公式：NTC R = R0 * exp(B*(1/T - 1/T0))其中，NTC R是NTC热敏电阻的电阻值，T是温度，T0是参考温度，R0是NTC热敏电阻在T0下的电阻值。
采用最小二乘法，对这个曲线进行拟合，得到拟合函数：T = a*E + b其中，T是热电偶传感器的温度，E是电动势值，a和b是拟合系数。
五、结论通过本次实验，我们学习了如何使用NTC热敏电阻和热电偶传感器测量温度。
我们还研究了它们的温度特性，并绘制了它们的特性曲线。
最后我们得出了使用NTC热敏电阻和热电偶传感器来测量温度的关系式，这将有助于我们在实际应用中使用这些传感器来测量温度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
温度传感器的基本特性与应用研究
班级：机械一班 姓名：汪浩奇；钟嘉怡 学号： 06180118 ；06180102 指导老师：汪亮
摘要： 通过图2的简单电路，来测量LM35的温度特性，了解LM35一定范围内温度和电压之间的关系。
通过图3的电路，制作一个用LM35集成电路电压型传感器组装的温度控制仪表，从而验证电压与温度的线性关系。
关键词： LM35电压型集成温度传感器；温度控制仪表；数显温度计；
1. 概述
温度是表征物体冷热程度的物理量，它和我们的生活环境密切相关，也是工农业生产过程中一个很重要的测量参数，温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。
由于温度测量的普遍性，温度传感器的应用十分广泛。
2. 实验原理
温度传感器是利用一些金属、半导体等材料与温度相关的特性制成的。
常用的温度传感器有热电阻、热电偶、集成电路温度传感器等。
本实验将通过测量几种常用的温度传感器的特定物理量随温度的变化，来了解这些温度传感器的工作原理。
1、 电压型集成电路温度传感器（LM35）
LM35温度传感器，其准确度一般为0.5C ±︒，由于其输出为电压，且线性极好，故只要配上电压源，数字式电压表就可以构成一个精密数字控温系统。
内部的激光校准保证了极高的准确度及一致性，且无须校准。
LM35温度传感器的温度系数V K 约为10.0/mV C ︒，利用下式可计算出被测温度t ：
0/V t U K =
LM35温度传感器的电路符号如图1所示，0U 为电压输出端。
图1 LM35电路符号
实验测量时只要直接测量其输出电压0U ，即可知待测量的温度。
2、 用LM35电压型温度传感器组成温度控制装置
温度控制：若设置控制温度为()t C ︒，根据LM35传感器温度特性测试中的线性、拟合结果进行计算，得出此温度对应的LM35传感器输出电压值，调节可调电阻1RX ，将控温
电压设定在计算值上（根据使用仪器的实际情况稍作修正），这就设定好了控制的温度。
当温度低于设定温度时，23V V <，则运放导通，运放输出高电平，则三极管Q1导通，继电器吸合，使常开触点闭合，控制加热器开始工作，加热井开始加热，当加热温度到达或略超过设定温度时，运放截止，运放输出低电平，则三极管截止，继电器断开，控制加热器停止工作，这样，用LM35集成电路电压型传感器组装的温度控制仪表就完成了。
3. 实验仪器
FB716-I 型物理设计性（热学）实验装置一套、JK-31型直流稳压横流电源。
4. 温度传感器基本特性测试
4.1 LM35电压型温度传感器基本特性测试
1. 电压型集成温度传感器（LM35）温度特性的测试
按图2接线，在环境温度高于摄氏零度时，先把温度传感器放入制冷井中，利用半导体制冷把温度降到0C ︒，并以此温度作为起点进行测量，控温系统每隔10C ︒设置一次，待控温稳定后，测量传感器LM35的输出电压，将数据记录在表1中；当待测温度高于环境温度时，就把温度传感器转移到加热井中，然后开启加热器，控温系统每隔10C ︒设置一次，待控温稳定后，记录传感器LM35的输出电压。
图2 测量电压型温度传感器LM35温度特性实验线路图
表1 LM35温度特性测试数据表格 序号 1
2 3 4 ()t C ︒
10 20 30 40 0(V)U 0.118 0.200 0.284 0.360
用最小二乘法进行线性拟合求出传感器温度系数以及线性相关系数。
a=0.0081
b=0.038
r=0.99979
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
10
203040
线性拟合 5. 温度传感器的应用
5.1 用LM35电压型温度传感器组成温度控制装置
温度控制：若设置控制温度为()t C ︒，根据LM35传感器温度特性测试中的线性、拟合结果进行计算，得出此温度对应的LM35传感器输出电压值，调节可调电阻1RX ，将控温电压设定在计算值上（根据使用仪器的实际情况稍作修正），这就设定好了控制的温度。
当温度低于设定温度时，23V V <，则运放导通，运放输出高电平，则三极管Q1导通，继电器吸合，使常开触点闭合，控制加热器开始工作，加热井开始加热，当加热温度到达或略超过设定温度时，运放截止，运放输出低电平，则三极管截止，继电器断开，控制加热器停止工作，这样，用LM35集成电路电压型传感器组装的温度控制仪表就完成了。
图3 用LM35温度传感器组装数显温度计和温度控制仪的实验线路
表2
序号 1 2
设定电压0.284 0.360
温度29.5 39.8
6.结束语
(1)实验结果表明，在一定范围内，LM35的温度和电压是呈线性关系的。
(2)应用电路在生活中起着至关重要的作用，由于其实用性以及功能的强大被广泛应用
于各种生活中，成为了人们生活不可或缺的一部分。